Konstruktsiooni- ja tööriistaterased Metalliõpetuse professor Priit Kulu TTÜ materjalitehnika instituut

Konstruktsiooniterased (1) Liigitus mittelegeerterased legeerterased Mittelegeerterased (C = 0,2...0,65%) tava(kvaliteet)terased (S ≤ 0,05, P ≤ 0,04%) kvaliteetterased (S,P ≤ 0,035%) vääristerased (S, P ≤ 0,025%) automaaditerased (C = 0,12...0,4%, g 0,2% S) valuterased (C = 0,15...0,55%) Rauasüsinikusulamid Priit Kulu

Konstruktsiooniterased (2) Legeerkonstruktsiooniterased (C = 0,2...0,7%, kul. terased 0,9...1,3%) Madallegeerterased (leg. el. g 2,5%) ehitusterased külmvormitavad terased vedruterased (C = 0,5...0,7%, Si = 1...2%) kuullaagriterased (C ≈ 1%, Cr = 0,5...0,6%) Kesklegeerterased (leg. el. 2,5...5%) tsementiiditavad terased parendatavad terased nitriiditavad terased Kõrglegeerterased (leg. el. üle 5%) roostevabad terased kuumuskindlad terased kulumiskindlad terased Rauasüsinikusulamid Priit Kulu

Konstruktsiooniterased Madallegeerterased (1) Ehitusterased Madalsüsinikmadallegeerterased C≤0,22%; 1...2% Si, Mn Nõuded: Külmahaprus: madal külmahapruslävi (TKHL, T50) suur sitkus (h purustustöö KU, KV) Keevitatavus CE%=C%+Mn%/6+(Cr%+Mo%+V%)/5+(Ni%+Cu%)/15 CE≤0,40% - rahuldav keevitatavus CE≥0,40% - erimeetmed: ettekuumutus, madallõõmutus. Legeerimise põhimõtted: iP,S giTKHL Üheaegne leg. V,NgTKHL-80°C Rauasüsinikusulamid Priit Kulu

Konstruktsiooniterased Madallegeerterased (2) Külmvormitavad kõrgvoolavad terased Nõuded Madal voolavuspiir (Rp0,2/Rm = 0,5...0,65) Suur plastsus (A ≥ 40%) Legeerimise põhimõtted: C ja Si%h Rp0,2 gi stantsitavus; Mn%h, Rm, Rp0,2≈const g hea stantsitavus Eelistatud: keevterased kahefaasilised (F + 20...30% M või B) (C = 0,06...0,12%, Poolkarastus g Rp0,2/Rm = 0,5) g hea sügavstantsitavus 10% deformatsiooniastme korral Rp0,2/Rm = 0,8...0,9 Ballooniterased Lihtsurvemahutite terased Õmblusteta torud Keevistorud Rauasüsinikusulamid Priit Kulu

Konstruktsiooniterased Madallegeerterased (3) Vedruterased Kõrge Re, σR, elastsusmoodul E C = 0,5...0,7% Mn-terased (1...2% Mn) Si-terased (2...3% Si) Cr-V-terased TT: K + KeN (300...400°C) g Troostiitstruktuur Laagriterased Suur kõvadus (≥ 62 HRC) C ≈ 1%; Cr = 0,6...1,5% Veerevõrud (63...64 HRC), kuulid (61...62 HRC) Rauasüsinikusulamid Priit Kulu

Konstruktsiooniterased Kesklegeerterased (1) Tsementiiditavad terased (0,1...0,25% C) Cr-terased Cr-Mn-terased Cr-Ni-terased B-terased TT: Tsem + K + MN Pind (Cg0,8) – 58...62 HRC Südamik (C = 0,1...0,25) – 30...42 HRC Rauasüsinikusulamid Priit Kulu

Konstruktsiooniterased Kesklegeerterased (2) Parendatavad terased (0,3...0,5% C; 3...5% leg.el.) Rm g1200 N/mm2; Rp0,2 g 1100 N/mm2; A = 10...12%; KUg40J Nitriiditavad (C-, leg. el. – sama, mis parend. ter.) Tnitr 500...600°C (erinevalt tsem.) Leg. el. Cr, Mo, Al + N g CrN, MoN, AlN Kõvadus: Pind – legeerterased 950...1150 HV, mittelegeerterased 400...500 HV Südamik 250...300 HB D95, mm T50, °C I gr – mittelegeerterased 10...15 20 II gr – Si-Mn/Cr-terased (~1%) -30...-50 III gr – Mn-Cr-terased 25 -60 IV gr – Ni-Mo-terased 40 -80 V gr – Ni-rasksul. (W, Mo, V jt.) 100 -100 Rauasüsinikusulamid Priit Kulu

Konstruktsiooniterased Kõrglegeerterased (1) Roostevabad terased Cr-terased C – min (0,08...0,2%) 0,1...0,4% – karastuvuse tarvis Cr = 13, 17 või 27% Cr-Ni terased C ≤ 0,12% 18% Cr, 10...12% Ni, Ti/Nb ≤ 1% Rm = 500...600 N/mm2 Rp0,2 = 200...250 N/mm2 Teradevaheline korrosioon: g Ti, Nb (0,1...0,2%) g Ci (<0,03%) Rauasüsinikusulamid Priit Kulu

Konstruktsiooniterased Kõrglegeerterased (2) Kuumuskindlad terased Kuumuskindlus = kuumuspüsivus + kuumustugevus Kuumuspüsivus = tagikindlus Kuumustugevus: kestustugevus σtT roometugevus σε/tT 350...500°C - katlaterased 0,1...0,15% C, 0,5...1% Mo, W või V 0,5...1% Cr (perliitterased) 2...6% Cr (martensiitterased) - silkroomid 0,5...0,6% C, 1,5...3% Si, 5...15% Cr 600...700°C - austeniitterased 13...25% Cr; 14...20% Ni 13...25% Cr; g37% Ni + Al, W, Nb, Ti, Mo üle 700°C - Ni- ja Co-sulamid (supersulamid) Rauasüsinikusulamid Priit Kulu

Konstruktsiooniterased Kõrglegeerterased (3) Kulumiskindlad terased Nõuded Suur pinnakõvadus Legeerimise põhimõtted läbilegeerimine (ebaefektiivne – 2...3% /Ø100mm) pindlegeerimine Mittelegeer- ja legeertööriistaterased (Cr, Mn, W jt.) Tsementiiditavad terased Mn-terased (Hadfieldi teras) (1,1...1,3% C, 12...13% Mn) TT: K (1050...1100°C) g A-struktuur Rm=800...1000, Rp0,2=250...350 N/mm2, A = 40...50%, 180...220 HB Kalestumine g 50...55 HRC Rauasüsinikusulamid Priit Kulu

Tööriistaterased (1) Nõuded kõvadus ja kulumiskindlus tugevus ja sitkus soojuskindlus Mittelegeertööriistaterased (C = 0,7...1,3%) Legeertööriistaterased (C = 0,4...1,6%) mittesoojuskindlad (g200°C) poolsoojuskindlad (g300...500°C) külmstantsiterased kuumstantsiterased soojuskindlad terased (g500...750°C) karbiidse noolutuskõvadusega intermetalliidse noolutuskõvadusega Rauasüsinikusulamid Priit Kulu

Tööriistaterased (2) Mittesoojuskindlad terased (200...250°C) Mittelegeertööriistaterased (0,7...1,2% C) Madallegeerterased (Cr, W, Mn) Poolsoojuskindlad terased (300...500°C) Külmstantsiterased (150...200°C) Cr-terased (1,2...2,3% C; 12% Cr + Mo, V) Struktuur: M + 13...20% karbiide C = 0,6...0,7 – tükeldus- ja löökinstrumendid Kuumstantsiterased Nõuded: kuumustugevus soojuskindlus ja termokindlus suur läbikarastuvus ja mittekalduvus noolutusrabedusele väike adhesioon Terased 0,5...0,6% C g hea sitkuse 1,5...2% Ni, Mo g suure läbikarastuvuse Rauasüsinikusulamid Priit Kulu

Tööriistaterased (3) Soojuskindlad terased (500...750°C) Karbiidse noolutuskõvadusega (500...650°C) Legeerivad elemendid: W (18 või 9% + Mo, V, Co) HS-18-0-1 (P18) HS-6-5-2-5 (P6M5K5) TT: K (1200...1300°C); 3X N (570...650°C) gi Ajääk ; g 64...65 HRC Intermetalliidse noolutuskõvadusega (650...750°C) Legeerivad elemendid: Co, W, Mo g Co7W6; (Co,Fe)7W6 jt. (0,1...0,3% C, 20...25% Co, 11...20% W, ca 7% Mo) TT: K (1200...1300°C) g 68 HRC; N (700...720°C) g 60 HRC Rauasüsinikusulamid Priit Kulu

Muud tööriistamaterjalid Kõvasulamid ja kermised WC-Co, WC-TiC-Co, WC-TiC-TaC-Co (g30% Co, 87...92 HRA) TiC-NiMo, TiCN-NiMo (g50% NiMo, 1100...1450 HV) Cr3C2-Ni (g30%Ni, 850...1300 HV) Tööriistakeraamika Al2O3, Si3N4, Sialon (2000 ja 1600 HV) Teemant (C modifikatsioon) (kõvadus 10 Mohsi skaala järgi) Rauasüsinikusulamid Priit Kulu

Eriterased ja -sulamid (1) Magnetterased Pehmemagnetmaterjalid puhas Fe (C < 0,05%) elektrotehniline teras (1...4% Si) Kõvamagnetmaterjalid suure C-sisaldusega mittelegeertööriistaterased (1,1...1,3% C) kroomterased (ca 1% C; 1,5...3% Cr) koobaltterased (ca 1% C; 1,5...3% Cr; 5...15% Co) Fe-Ni-Al-sulamid (alniko) (11...14% Al; 22...34% Ni) Rauasüsinikusulamid Priit Kulu

Eriterased ja -sulamid (2) Krüoterased Nõuded madal külmahapruslävi TKHL Terased tööks kuni –60°C (mittelegeer- ja madallegeerkvaliteetterased) kuni –100°C – väikese C-sisaldusega Ni-terased – 2...5% Ni + Cr, V, Ti kuni –190°C (vedela N2 kasutamisel) – austeniitsed roostevabad terased) alla –190°C (vedela H2, O2 kasutamisel) – kõrglegeeritud korrosioonikindlad terased – Cr > 10%; Ni > 20% Rauasüsinikusulamid Priit Kulu